大脑的发育与丰富的环境

我们考察了最新的大脑研究，以及丰富、互动的学习环境与大脑发育之间的关系，发现这些研究结果都强有力地证明学生需要刺激丰富和多样化的学习环境。《芝加哥论坛报》的科学专栏记者罗纳德·库图拉克近来在一篇文章中总结了关于脑与学习的关系，强调指出了“以人为中心”学习的重要性。他采访了脑科学领域的专家，让他们谈谈有关学习研究的意义（4）。

从库图拉克对最新研究的总结来看，儿童大脑的发育会经历三个初始阶段。第一个阶段出现在胎儿期。在这一阶段，脑细胞会发生功能分化。芝加哥大学的神经生物学家彼得·赫腾洛克发现，28周的胎儿有1.24亿个脑细胞的联结或突触。其中每个联结都是潜在的学习路径。从婴儿出生后到12个月大，婴儿大脑在大小和联结的数量上会急剧增加，联结数量由50万亿剧增到1000万亿，之后开始减少。根据他的报告，脑细胞联结的数量在上述基础上很容易增加或减少25％。

婴儿期神经联结的减少与其周围世界有关。婴儿需要光、声、言语、运动和视觉化方面的刺激，这些似乎决定了神经联结和通路的水平，以及之后的大脑发育。未受到刺激的联结会“萎缩或消失”，留下的那些脑细胞会形成‘映射’或‘地图’，即一种生物学整合回路（4，p.8b）。库图拉克进一步描述了促进性学习的意义：

芝加哥大学心理学家贾内尔·赫腾洛克发现了大脑如何利用它早期的学习能力来储存词汇。人们原本认为，有些孩子比另一些孩子学词汇学得更快，是因为他们的先天能力更强。但赫腾洛克的一项开拓性研究推翻了这一说法，她的研究发现，当各种社会经济因素相同时，母亲与婴儿的交流越多，婴儿的词汇量越大（4，p.8b）。

库图拉克的报告表明，在4～10岁期间，大脑内发生了另一种变化。加州大学洛杉矶分校的神经病学家哈利·褚简宁通过正电子发射断层扫描术（PET）测量了大脑在正常运作时对糖的消耗量，数据显示，与成年人的大脑活动相比，4～10岁期间儿童的大脑活动多出225％。10岁以后，大脑的“映射”或“地图”似乎就基本确定了。新的学习需要建立新的神经通路，而旧的神经通路则可能会逐渐衰退。这种新神经通路的建立和旧神经通路的衰退会持续一生，但是，最重要的学习机会似乎出现在生命的前十年。神经通路的增加或减少取决于“儿童成长于丰富的生活环境中还是贫乏的生活环境中”。

库图拉克还报告了进一步的发展：

近来，加州大学洛杉矶分校的科学家通过尸体解剖发现，与高中毕业生相比，保持头脑活跃的大学毕业生的大脑联结要多40％。但是科学家发现，仅仅是教育并不一定能促进大脑更好的发育。除非大脑经常应对一些有挑战性的工作，否则大脑联结也会在大学期间减少。与从未放弃思考的大学生相比，头脑不活跃的大学生的大脑联结更少。（4）

这些有关学习与大脑的最新研究既令人震惊又令人兴奋。它告诉我们，无论是在家里还是在学校，我们都需要为孩子提供刺激丰富的学习环境。图13.1中给出的128个班级的数据，也强调孩子们需要刺激丰富的学习环境。学生们每天的在校时间是6～8个小时，无论他们的家庭经济地位如何，我们都要为他们创造丰富的学习环境，为他们提供自由选择学习活动的机会。贫困家庭的孩子（在美国，这些孩子大约占1/5），无论在家还是在学校，都面对一种缺乏刺激的学习环境。你可能会问，“改进每个孩子学习环境的丰富性需要什么类型的条件？是否有研究支持其有效性？”如果你想知道答案，请继续读下去！